单轴冲击载荷下基于塑性细观力学的冻土本构模型研究
2020-05-13贾瑾宣朱志武张福来
四川轻化工大学学报(自然科学版) 2020年2期
贾瑾宣, 朱志武, 张福来
(1.西南交通大学力学与工程学院, 成都 610031; 2.应用力学与结构安全四川省重点实验室, 成都 610031)
引 言
冻土是一种由固体矿物颗粒、粘塑性冰包裹体、液相水和气态包裹体四种基本成分所组成的复合体[1]。近年来,随着社会经济的发展,寒区工程建设成为中国基础建设的又一大热点。在此过程中,冻土在某些情况下将不可避免地受到冲击、爆炸等强动载荷的作用。同时,冻土由于其中冰的胶结作用而具有良好的承载能力,但冻土中冰的含量和胶结能力随外界温度的变化而变化。因此,对不同冻结温度下的冻土在冲击载荷下的动态力学行为及其本构模型研究便显得尤为重要。
目前,对于冻土冲击动态力学性能的研究还处于初始阶段。Lee等[2]通过对不同温度的冻土进行冲击压缩实验,发现冻土表现出了温度和压力依赖性、率敏感性、各向异性和体积压缩与膨胀。马芹永等[3]实验发现围压状态下冻土表现为粘塑性破坏,冻土力学行为有着明显的应变率效应和温度相关性。宁建国等[4]基于考虑应变率效应的Drucker-Prager屈服准则,采用各向同性硬化构建了冻土的动态弹塑性本构模型。朱志武等[5]通过实验发现冻土在冲击载荷下表现为分层破坏,并且建立了冻土的瞬时温升方程,得到了冻土有效弹性模量的表达式。刘志杰等[6]根据土基体在冲击加载下层层破坏的特点,在土基体的弹性模量中引入应变率项,建立了冻土的细观本构模型。……
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